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Rapport de projet de fin d’études

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Academic year: 2022

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Texte intégral

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Rapport de projet de fin d’études

Etude, conception et mise en place d’une solution de communication unifiée chez TUNISIE TELECOM

Réalisé par : Anouar JELASSI Tunisie Telecom

Encadrés par : - Mr. Ridha BOUALLEGUE UVT

. - Mr. Tarek HDIJI Tunisie Telecom

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Etude, conception et mise en place d’une solution communication unifiée chez TUNISIE TELECOM 2

Dédicaces

A mes parents

A ma femme

A mes enfants Mouadh, Anas et Malek

Je dédie ce modeste travail.

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Etude, conception et mise en place d’une solution communication unifiée chez TUNISIE TELECOM 3

Remerciements

J’adresse mes sincères remerciements à Monsieur Ridha BOUALLEGUE, Maître de Conférences en Télécommunications, pour son suivi et ses remarques qui m’ont permis de mener à bien ce travail.

Je tiens à remercier également Monsieur Tarek HDIJI, chef projet des solutions unifiées à Tunisie Télécom, pour m’avoir proposé ce projet et pour son encadrement.

Mes remerciements s’adressent également au staff technique de la SOTETEL et en particulier à Mr Imed JLAILIA pour les moyens qu’ils ont mis à ma disposition afin d’élaborer ce travail.

Je souhaite exprimer enfin ma gratitude et mes vifs remerciements à ma famille et mes amis pour leur soutien.

Anouar

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Etude, conception et mise en place d’une solution communication unifiée chez TUNISIE TELECOM 4

Table des matières Dédicaces ... 2

Remerciements ... 3

Table des matières... 4

Liste des figures ... 5

Acronymes ... 7

Introduction générale ... 8

Chapitre I : Eude du concept des communications unifiées et définition des besoins en infrastructure coté opérateur télécom .... 10

I. Introduction : ... 10

II. Présentation de la communication unifiée : ... 10

III.Etude du concept NGN : définition et principes de base ... 13

Chapitre II : L’expérience de Tunisie Telecom avec la communication unifiée ... 21

I. Introduction : ... 21

II. Description de réseau de Tunisie Télécom : ... 21

III. Préparation de l’infrastructure de Tunisie Télécom : ... 24

IV.Développement des services de convergence : ... 30

V.Conclusion : ... 31

Chapitre III : Étude Théorique de la solution MPLS au sein du Backbone de Tunisie Telecom ... 32

I. Introduction : ... 32

II. Objectifs : ... 32

III.Le routage classique : ... 33

IV.Les concepts du MPLS : ... 33

V.Fonctionnement de MPLS : ... 36

VI.Les atouts de MPLS... 39

VII.Structure du Backbone TT: ... 42

VIII. Conclusion ... 44

Chapitre IV : Implémentation d’une solution MPLS au sein du Backbone TT ... 45

I. Introduction : ... 45

II. Choix des outils de simulation : ... 45

III.Configuration et simulation de la nouvelle architecture du Backbone : ... 46

IV.Conclusion : ... 58

Chapitre V : Etude de cas VoIP pour Business client (SOTETEL) ... 59

I. Introduction : ... 59

II. Architecture du réseau de la SOTETEL : ... 59

III.Présentation du Matériel de la solution VoIP : ... 61

IV. Partie configuration :... 64

V.Conclusion : ... 77

Conclusion générale ... 78

Bibliographie ... 79

Annexe : commandes CISCO ... 80

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Etude, conception et mise en place d’une solution communication unifiée chez TUNISIE TELECOM 5

Liste des figures Figure 1.1 : Différents services de la communication unifiée ... 11

Figure 1.2 : La vidéo conférence ... 12

Figure 1.3 : La messagerie unifiée ... 13

Figure 1.4 : Principe de consolidation du réseau ... 14

Figure 1.5 : Architecture en couche d un réseau NGN ... 15

Figure 1.6 : entités et protocoles de NGN ... 15

Figure 2.1 : Migration vers le réseau NGN ... 21

Figure 2.2 : valeur ajoutée du NGN ... 22

Figure 2.3a : Stratégie de Tunisie Télécom vers la convergence ... 23

Figure 2.3b : Stratégie de Tunisie Télécom vers la convergence ... 23

Figure 2.4 : Le réseau ATM... 25

Figure 2.5 : Le réseau Backbone IP National ... 25

Figure 2.6 : Le réseau IP international ... 26

Figure 2.7 : Le Backbone IP national ... 26

Figure 2.8 : Le réseau national ... 27

Figure 2.9 : Le réseau Métro-Ethernet ... 27

Figure 2.10 : Architecture technique du réseau IP/MPLS de Tunisie Télécom ... 28

Figure 2.11 : Architecture technique de la solution VOIP_ Serveur de communication mutualisé ... 29

Figure 2.12 : Architecture technique de la solution VOIP_ Serveur de communication dédié ... 29

Figure 2.12 : Architecture cible du projet pilote e‐Santé ... 30

Figure 3. 1 Plan de contrôle et Plan de données ... 33

Figure 3. 2 Format du label MPLS ... 34

Figure 3. 3 Pile de Label à travers l'architecture MPLS... 35

Figure 3. 4 Différents types de routeurs dans un domaine MPLS ... 36

Figure 3. 5 Notion d’Upstream voisin et de Downstream voisin ... 37

Figure 3. 6 Distribution de label avec Unsollicited Downstream ... 37

Figure 3. 7 Distribution de label avec Downstream on demand ... 38

Figure 3.8 : MPLS VPN ... 40

Figure 3.9 : Les entêtes additionnels au paquet IP... 41

Figure 3.10 : Routeur Virtuel/ VRF ... 41

Figure 3.11 : acheminement des paquets via MPLS ... 42

Figure 3.12 : La structure du Backbone de Tunisie Télécom ... 42

Figure 3.13 : La disposition géographique du Backbone de Tunisie Télécom ... 43

Figure 3.14 : Schéma représentatif de la Backbone Tunisie Télécom ... 43

Figure 4.1: La nouvelle architecture du Backbone TT ... 46

Figure 5.1: ancienne architecture ... 59

Figure 5.2 : Nouvelle architecture ... 60

Figure 5.3 : Architecture SIP de la solution ... 60

Figure 5.4 : Squelette du Datacenter ... 61

Figure 5.5: Session Border Controller ... 61

Figure 5.6: L’architecture Softswitch ... 63

Figure 5.7: Cisco 2811 ... 63

Figure 5.8: Commutateur Catalyst2960 48 PoE ... 64

Figure 5.9: Cisco Unified IP Phone 7941G-GE ... 64

Figure 5.10 : authentification ... 70

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Etude, conception et mise en place d’une solution communication unifiée chez TUNISIE TELECOM 6

Figure 5.11a : configuration de base du Call Manager ... 70

Figure 5.11b : configuration de base du Call Manager ... 70

Figure 5.12 : configuration de la partie TFTP ... 71

Figure 5.13 : création des pools relatifs aux différentes agences de la SOTETEL ... 71

Figure 5.14 : configuration De l’SRST Médenine ... 71

Figure 5.15 : Création des IP Phones ... 72

Figure 5.16 : configuration du MGCP FXO Port1 ... 72

Figure 5.17 : Configuration du MGCP FXO Port... 73

Figure 5.18 : configuration de la partie TFTP firmware ... 73

Figure 5.19 : sélection du Call Manager Services ... 74

Figure 5.20 : Architecture de la solution Trunk SIP ... 74

Figure 5.20 : Ajout d’un Trunk SIP ... 75

Figure 5.21 : Attribution d’une route ... 76

Figure 5.22: Choix des paramètres spécifiques au client ... 76

Figure 5.23: Attribution d’une adresse IP au Trunk SIP ... 77

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Etude, conception et mise en place d’une solution communication unifiée chez TUNISIE TELECOM 7

Acronymes

2G/3G : Deuxième/ Troisième génération ADSL+ : Ligne d’abonné numérique asymétrique ATM : Mode de transfert asynchrone

BGP: Border Gateway Protocol

BRAS: Serveur d’accès distant large bande CATV : TV/câble

CMTS : Système de terminaison modem câble DCS : Système de Communication numérique DSL : Ligne d’abonné numérique

DWDM : Multiplexage en longueur d’onde dense E-MAN : Réseau métropolitain Ethernet

FR : Relais de trames FTTH : Fibre jusqu’à l’abonné

GGSN : Nœud de support GPRS de transit GPRS : General Packet Radio Service GW : Passerelle

MPLS: Multi Protocol Label Switching (Commutation multiprotocole avec étiquetage des flux) NB-RAS : Serveur d’accès distant - bande étroite

NGN : Réseau de prochaine génération OSPF : Open Shortest Path First PON : Réseaux optiques passifs PoP : Point de présence

PSTN : Réseau téléphonique public commuté QdS : Qualité de Service

SDH : Hiérarchie numérique synchrone

SONET : Synchronous Optical NETwork (Réseau optique synchrone) TDM : Multiplexage temporel

UMTS : Système de télécommunication mobile universel VoIP : Voix sur IP

VPN : Réseau privé virtuel WAN : Réseau étendu IM : Instant messaging

CTI : couplage téléphonie Informatique Hot desking : partage de bureau

Le cloud computing : c’est l'accès via le réseau, à la demande et en libre-service, à des ressources informatiques

virtualisées et mutualisées.

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Etude, conception et mise en place d’une solution communication unifiée chez TUNISIE TELECOM 8

Introduction générale

Les communications unifiées sont la convergence de plusieurs technologies de communication en une solution unique. Elles rassemblent plusieurs fonctionnalités et services en une plateforme unifiée et intégrée pour les communications textuelles, audio et vidéo, accessible par ordinateur ou terminaux mobiles. Ces technologies incluent la messagerie électronique, la messagerie instantanée, les appels et conférences audio et vidéo, mais aussi les annuaires, calendriers et tâches.

Au cours des dernières années, le secteur des affaires n'a pas tardé à explorer les solutions de communications unifiées mais avec certaines craintes. La principale raison à cela est qu'il n'y a pas encore de véritable solution « claire » chez les fournisseurs de communications unifiées qui s'étende à travers toutes les plateformes e les médiums de communication en un seul système unifié.

Dans ce contexte, les opérateurs télécom ne cessent d’améliorer d’avantage leurs infrastructures et leurs technologies de communications afin de présenter des solutions qui soient à la hauteur des attentes de ses clients.

C’est dans ce cadre que ce projet s’inscrit, il s’agit d’étudier l’expérience de l’opérateur historique en Tunisie qui est TUNISIE TELECOM avec la communication unifiée. Dans cette démarche vers la communication unifiée on s’intéresse principalement à la couche transport de cet opérateur qui a passé de la phase d’un réseau composé de plusieurs réseaux indépendants (IP, ATM, PDH, SDH) engendrant une complexité d’utilisation à un réseau unique facile et simple se basant principalement sur MPLS.

Dans une première partie, nous avons défini le concept de la communication unifiée, évoquer la nécessité de la mise à niveau de l’infrastructure du réseau de télécommunications coté équipements ainsi que coté protocoles afin qu’on puisse satisfaire la convergence de la voix et des données informatiques et présenter le NGN comme une solution capitale qui peut satisfaire ces exigences.

Ensuite, présenter l’expérience de Tunisie Télécom en tant qu’opérateur historique dans le secteur de la télécommunication en Tunisie avec la communication unifiée et les projets réalisés qui lui ont permis de passer d'un simple opérateur qui implémentait des solutions de gestion des appels se basant sur une architecture NGN au début du deuxième millénaire à un fournisseur de service VoIP.

Dans cette démarche vers la communication unifiée on s’intéresse principalement à la couche de transport qui a passé de la phase d’un réseau composé de plusieurs réseaux indépendants (IP, ATM, PDH, SDH) engendrant une complexité d’utilisation à un réseau unique facile et simple se basant sur MPLS.

La deuxième partie est consacrée à l'étude théorique de la solution MPLS/IP et la structure du Backbone de

Tunisie Telecom. Dans cette même partie, nous avons conçu et configuré les routeurs de la couche transport

afin de migrer vers une solution MPLS/IP au sein de la Backbone Tunisie Télécom. Les configurations au

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Etude, conception et mise en place d’une solution communication unifiée chez TUNISIE TELECOM 9

cours de ce chapitre sont principalement conçu pour les routeurs qui relient la coté Backbone de Tunisie Telecom avec les différents réseaux (GSM, RTCP, ADSL, DATA, Business client,…).

Enfin, on termine notre projet par l’étude d’un cas particulier de VoIP pour Business client (cas SOTETEL) avec

définition du réseau VPN reliant différents sites de l’entreprise, configuration du Call Manager et

configuration de la partie trunk entre Voice Gateway et Softswitch.

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Etude, conception et mise en place d’une solution communication unifiée chez TUNISIE TELECOM 10

Chapitre I : Eude du concept des communications unifiées et définition des besoins en infrastructure coté opérateur télécom

I. Introduction :

La Communication Unifiée est définie comme un processus dans lequel toutes les communications, les périphériques de communication et les médias sont intégrés, permettant aux utilisateurs de joindre tout le monde, depuis n’importe où et en temps réel.

Cette technologie permet de fusionner la voix et les données informatiques, permettant aux entreprises de simplifier le transport de l’information en temps réel et s’assurer de la facilité d’utilisation.

Une telle technologie nécessite la mise à niveau de l’infrastructure du réseau de télécommunications coté équipements ainsi que coté protocoles pour qu’elle puisse satisfaire la convergence de la voix et des données informatiques.

Les réseaux de la prochaine génération (NGN ou Next Generation Network en anglais) peuvent être une solution capitale pour ces exigences. Le NGN, avec leur architecture répartie, exploite pleinement des technologies de pointe pour offrir de nouveaux services sophistiqués et augmenter les recettes des opérateurs tout en réduisant leurs dépenses d'investissement et leurs coûts d'exploitation.

L'évolution d'un réseau existant vers cette nouvelle structure nécessitera une stratégie de migration progressive visant à réduire au minimum les dépenses d'investissement pendant la phase de transition, tout en tirant parti très tôt des avantages qu'elle présente.

Toute démarche entreprise lors de cette étape de transition devra simplifier l'évolution du réseau vers l'architecture NGN à commutation de paquets. Pendant plusieurs années encore, les Services de commutation traditionnels vont devoir coexister avec des éléments de réseau mettant en œuvre de nouvelles technologies.

II. Présentation de la communication unifiée : 1. Définition :

La communication unifiée signifie faire converger la voix, la vidéo et les données en un système d’information sécurisé unique permettant de transmettre une information de n’importe quel type, n’importe où, à n’importe quel moment.

L’intégration de toutes les méthodes de communication moderne en une seule plateforme simplifie considérablement le travail en équipe accélérant donc la productivité. L’utilisateur sait en un coup d’œil le moyen le mieux adapté pour correspondre avec un collègue. Le lien avec l’entreprise et son cœur de métier est accru [1] .

2. Fonctionnalité :

La communication Unifiée est un ensemble de fonctionnalités qui permettent de :

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Etude, conception et mise en place d’une solution communication unifiée chez TUNISIE TELECOM 11

a. Partager et gérer l’information : - Gestion documentaire - Agendas partagés - Plannings partagés

- Gestion d’informations : wiki, blog, lien, … - Portails Intranet, Extranet, etc.

b. Mieux communiquer en interne :

- Réseau téléphonique d’entreprise - Click to call

- Gestion de la présence - Messagerie instantanée

c. Mieux communiquer avec les clients et les partenaires : - Interactivité : Conférences, Webinars, … - Virtualisation des centres d’appels - Web conférence & Vidéo Conférence d. Se réunir à distance

- Audioconférence - Visio personnelle - Visioconférence - Web conférence e. Gérer la mobilité

- Free seating - Softphone - Numéro unique

- Convergence fixe mobile

Figure 1.1 : Différents services de la communication unifiée 3. Différents services de la communication unifiée :

a. Le routage d’appels intelligent : Il existe trop de canaux de communication (Poste fixe, bureau, Poste fixe domicile, GSM entreprise, GSM privé, IPphone au bureau, Softphone sur le Laptop, Poste DECT ou WiFi, Répondeur/serveur vocal, etc.) ce qu’en résulte la perte souvent de beaucoup de temps pour arriver à joindre une personne.

La Communication Unifié permet une automatisation accrue :

- Utilisation de l’agenda (d’entreprise & personnel)

- Prise en compte de l’état de présence

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Etude, conception et mise en place d’une solution communication unifiée chez TUNISIE TELECOM 12

- Création de règles CTI dynamique/contextuelle - Intégration dans les processus/applications métiers

b. La vidéo ou le web conférence : La collaboration est souvent le résultat d’un processus d’escalade :

- Début d’une interaction (asynchrone) au travers d’échange d’émail

- Augmentation de l’interaction temps réel avec l’utilisation d’IM (Instant messaging) - Passage à un appel téléphonique (Softphone ou CTI + IPphone)

- Création d’une audio conférence pour avoir ensembles les acteurs importants - Discussions sur du contenu … et passage à la web-conférence

Figure 1.2 : La vidéo conférence

c. Le partage de contenus ou d'applications :

- Diversification du type de contenu partagé (Documents, Images, Site web,…).

- Recourt à une application (Formulaire, Tableau blanc, Logiciel métier,…).

Il existe deux modes de partage : - Passif (visualisation only) - Actif (prise de contrôle) d. La nomadicité :

- Le découplage géographique de la ligne de téléphone

 Quelque part sur le réseau informatique

 Au siège central mais aussi au sein d’un site satellite/secondaire

 Le concept de Flex Desk / Hot Desking - L'utilisation mobile via les accès réseau sans fils

 Wifi

 3G

 Convergence Fixe Mobile

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Etude, conception et mise en place d’une solution communication unifiée chez TUNISIE TELECOM 13

e. La Messagerie Unifiée : C’est la concentration des diverses sources d’information écrites (comptes e-mail, fax, SMS, MMS, recommandé, etc.) au sein d'une seule boîte accessible de partout.

Figure 1.3 : La messagerie unifiée

4. Conclusion :

La communication unifiée est une philosophie de travail (Communiquer, échanger, collaborer, travailler en mode projet, …). La communication unifiée est avant tout un changement de mentalité!

III. Etude du concept NGN : définition et principes de base 1. Définition :

Le NGN est défini comme un réseau de transport en mode paquet permettant la convergence des réseaux Voix/données et Fixe/Mobile; ces réseaux permettront de fournir des services multimédia accessibles depuis différents réseaux d’accès [2] .

Afin de s’adapter aux grandes tendances qui sont :

- La recherche de souplesse d’évolution de réseau, - La distribution de l’intelligence dans le réseau, - L’ouverture à des services tiers,

Les NGN sont basés sur une évolution progressive vers le « tout IP » et sont modélisés en couches

indépendantes dialoguant via des interfaces ouvertes et normalisées.

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Etude, conception et mise en place d’une solution communication unifiée chez TUNISIE TELECOM 14 Figure 1.4 : Principe de consolidation du réseau

2. Modèle d’architecture en couche :

Le passage à une architecture de type NGN est notamment caractérisé par la séparation des fonctions de commutation physique et de contrôle d’appel. L’architecture NGN introduit un modèle en couches, qui scinde les fonctions et les équipements responsables du transport du trafic et du contrôle. Il est possible de définir un modèle architectural basé sur quatre couches successives :

- La couche d’accès, qui regroupe les fonctions et les équipements permettant de gérer l’accès des équipements utilisateurs au réseau, selon la technologie d’accès (téléphonie commutée, DSL, câble). Cette couche inclut par exemple les équipements DSLAM (DSL Access Multiplexer) fournissant l’accès DSL.

- La couche de transport, qui est responsable de l’acheminement du trafic voix ou données dans le cœur du réseau, selon le protocole utilisé. L’équipement important à ce niveau dans une architecture NGN est le Media Gateway (MGW) responsable de l’adaptation des protocoles de transport aux différents types de réseaux physiques disponibles (TDM, IP, ATM,..).

- La couche de contrôle, qui gère l’ensemble des fonctions de contrôle des services en général, et de contrôle d’appel en particulier pour le service voix. L’équipement important à ce niveau dans une architecture NGN est le serveur d’appel, plus communément appelé Softswitch, qui fournit, dans le cas de services vocaux, l’équivalent de la fonction de commutation.

- La couche de services qui regroupe les plates-formes d’exécution de services et de diffusion de

contenus. Elle introduit les applications (services à valeur ajoutée) aux usagers. Dans ce cas,

L’opérateur peut se positionner grâce à sa couche contrôle en tant qu’agrégateur de services

offerts par l’opérateur lui-même ou par des tiers.

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Etude, conception et mise en place d’une solution communication unifiée chez TUNISIE TELECOM 15

Toutes ces couches sont indépendantes et communiquent entre elles via des interfaces ouvertes. Cette structure en couches est sensée de garantir une meilleure flexibilité et une implémentation de nouveaux services plus efficaces. La mise en place d’interfaces ouvertes facilite l’intégration de nouveaux services développés sur un réseau d’opérateur mais peut aussi s’avérer essentielle pour assurer l’interconnexion d’un réseau NGN avec d’autres réseaux qu’ils soient NGN ou traditionnels.

Figure 1.5 : Architecture en couche d un réseau NGN

3. Cœur du réseau NGN (entités et protocoles) :

L’utilisation d’un réseau de transport unique en mode paquet IP ainsi que la séparation entre les couches de transport et de contrôle des communications constituent les principales caractéristiques des réseaux NGN [3] .

Une telle transformation nécessite l’introduction de nouvelles entités ainsi que de nouveaux protocoles qui peuvent être illustrés par la figure suivante :

Figure 1.6 : entités et protocoles de NGN

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Etude, conception et mise en place d’une solution communication unifiée chez TUNISIE TELECOM 16

a. Entités fonctionnelles du réseau NGN : Un réseau NGN utilise un ensemble d'équipements qui jouent le même rôle qu’un commutateur traditionnel, mais qui sont désormais séparés en trois composants distincts :

- Le Softswitch ou le MGC (Media Gateway Controller) : C’est la solution qui gère dans un réseau NGN l’intelligence du service de commutation. Toutefois, ce Softswitch n’est plus associé à un point physique du réseau, et ne gère plus les liens physiques du réseau, comme c’était le cas dans un réseau TDM. Il assure :

 L’échange des messages de signalisation transmis de part et d'autre avec les passerelles de signalisation, et l’interprétation de cette signalisation.

 Le routage d’un appel au sein du réseau.

 Le traitement des appels : dialogue avec les terminaux et les serveurs d’application pour la fourniture des services.

 Le choix et le contrôle de la MG de sortie selon l'adresse du destinataire, le type d'appel, la charge du réseau…etc.

 La réservation des ressources selon le type d’appel.

Physiquement, un Softswitch peut être implanté sur un serveur dédié ou bien être installé directement sur un équipement différent comme un Media Gateway ou même un commutateur traditionnel TDM. Dans ce cas, on parlera d’architecture complètement distribuée.

- Le Media Gateway (MG) : Son rôle est d’assurer la gestion (disponibilité, détection de fautes) de la couche physique du réseau. Cette couche physique peut être le réseau de transmission, ou le réseau d’accès.

Dans le cas où il s’agit du réseau d’accès, la fonction de Media Gateway peut être embarquée dans l’équipement d’accès lui-même, comme c’est le cas pour un MSAN (Multiservice Access Node). Elle a pour rôle :

 Le codage et la mise en paquets du flux média reçu de la part du réseau d’accès vers le réseau paquet et inversement, autrement dit, la conversion du trafic par exemple TDM/IP.

 La transmission, suivant les instructions du Media Gateway Controller, des flux média reçus de part et d'autre. Le MG est piloté par le MGC.

- Le Signalling Gateway (SG) : Sa fonction est la conversion de la signalisation échangée entre le réseau de transport et le réseau externe interconnecté selon un format compréhensible par les équipements chargés de le traiter, mais sans en faire l'interprétation. Elle assure notamment, l’adaptation de la signalisation par rapport au protocole de transport utilisé (exemple adaptation TDM/IP).

b. Protocoles de signalisation : Le fait d’utiliser un réseau paquet pour transporter des flux multimédia,

ayant des contraintes temps réel, a nécessité l’adaptation de la couche contrôle. Cette évolution a

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Etude, conception et mise en place d’une solution communication unifiée chez TUNISIE TELECOM 17

logiquement généré de nouveaux protocoles, principalement concernant la gestion des flux média, au sein de la couche contrôle. Nous les classerons en trois grandes familles :

- Protocoles de contrôle d’appel : Ils permettent l’établissement d’une communication entre deux terminaux ou entre un terminal et un serveur ; les deux principaux protocoles sont H.323, norme de l’UIT et SIP standard développé par l’IETF.

Le protocole H.323 : H.323 est issue de la recommandation UIT-T H.320 qui traite de la visioconférence sur ISDN. Elle a été développée plus spécifiquement pour des réseaux ne garantissant pas une qualité de service, notamment Internet.

H.323 normalise les procédures d'établissement et de gestion des appels, et établit une liste de codecs audio et vidéo obligatoires ou conseillés permettant aux deux parties de négocier entre elles et d'échanger des appels.

H.323 s'articule autour de 4 composants majeurs qui interagissent dans un réseau de commutation par paquets :

 Les terminaux H.323 qui sont des systèmes multimédia (téléphone, PC) permettant de communiquer en « temps réel ».

 Le Gatekeeper qui gère les terminaux H.323 (identification et traduction d’adresses) et les établissements d’appels.

 La passerelle H.323 ou Gateway H.323 qui permet d’interfacer le réseau IP avec le réseau téléphonique classique.

 L’unité de contrôle qui gère les connexions multipoint (exemple : appels de conférence). Il se décompose en un Multipoint Controller (MC), affecté à la signalisation, et un Multipoint Processor (MP), dédié à la transmission proprement dite.

Le protocole SIP : SIP est un protocole de signalisation défini par l’IETF (Internet Engineering Task Force) permettant l’établissement, la libération et la modification de sessions multimédias. Il permet de prendre en charge la gestion des sessions d’application NGN basées sur un dorsal paquet, tels les services de gestion de présence, les services de messagerie instantanée etc. Il remplace donc à la fois les protocoles ISUP (ISDN User Part) et INAP (Intelligent Network Application Part) du monde de la téléphonie en apportant la capacité multimédia. La signalisation se fait par des messages en mode texte. Il hérite certaines fonctionnalités des protocoles http (Hyper Text Transport Protocol) utilisé pour naviguer sur le WEB, et SMTP (Simple Mail Transport Protocol) utilisé pour transmettre des messages électroniques (E-mails).

L’adressage utilise le concept d’URL SIP (Uniform Resource Locator) qui ressemble à une

adresse E-mail. Chaque participant dans un réseau SIP est donc adressable par une URL

SIP.

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Etude, conception et mise en place d’une solution communication unifiée chez TUNISIE TELECOM 18

SIP s’appuie sur un modèle transactionnel client/serveur. Les principales composantes sont :

 Le terminal (User Agent) : initie, accepte ou rejette les appels

 Le Proxy Server : reçoit les requêtes et les transfère au nœud suivant

 Le Redirect Server : retourne à l’émetteur la ou les adresses du nœud suivant à contacter directement.

 Le Registrar : gère les enregistrements des UA.

- Protocoles de commande de Media Gateway : Ces protocoles ont été engendrés par la séparation des couches Transport et Contrôle et permettent au Softswitch de gérer les Media Gateway. MGCP de l’IETF et MEGACO (MEdia GAteway COntroller) ou H.248, développés conjointement par l’UIT et l’IETF, prédominent actuellement.

Le protocole MGCP possède une architecture centralisé : client, serveur. Le serveur de contrôle d’appel, le Call Agent, concentre l'intelligence du réseau et pilote en esclave les passerelles de média et assure la traduction de la signalisation entre SS7 des réseaux PSTN, d'un côté et H.323 ou SIP de l'autre coté.

MGCP répond à un besoin spécifique, tel que le contrôle des Gateways dans les réseaux à grande échelle, il n'est pas fait pour piloter des applications comme les centres d'appel, les visioconférences en multipoint ou la diffusion de multimédia.

Le protocole MEGACO/H.248 est un protocole dérivé du MGCP. Il offre des améliorations par rapport à ce dernier : il supporte les visioconférences et il utilise les protocoles UDP, TCP, IPsec et IP pour se charger des communications entre passerelles.

- Protocoles de signalisation entre les Softswitchs : L’interconnexion des réseaux de données avec les réseaux existants TDM utilisant la signalisation SS7, a nécessité le développement de protocoles dédiés à l’interconnexion des réseaux et au transport de la signalisation SS7 sur des réseaux en mode paquet.

Ces protocoles permettent la gestion du plan contrôle et le dialogue entre les MGCs. Il s’agit essentiellement de : BICC (Bearer Independant Call Control), SIGTRAN (SIGnalling TRANsport) et SIP-T (SIP pour la Téléphonie) au niveau du cœur du réseau.

4. Différentes catégories de NGN :

On peut classer la solution NGN selon deux catégories : le NGN téléphonie et le NGN multimédia.

a. NGN téléphoniques : Ce sont des architectures de réseau offrant uniquement les services de téléphonie. Il s agit donc de NGN téléphonie. Dans le RTC, un commutateur class 4 est un centre de transit. Un commutateur Class 5 est un commutateur d’accès aussi appelé centre à autonomie d’acheminement. Le NGN class 4 (resp. NGN class 5) émule donc le réseau téléphonique au niveau transit (resp. au niveau accès) en transportant la voix sur un mode paquet.

- NGN de transit : Dans ce scénario, l’opérateur applique le concept NGN au niveau de la couche

transport de son réseau, mais dès que l’on s’approche des commutateurs de class 5, le trafic

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Etude, conception et mise en place d’une solution communication unifiée chez TUNISIE TELECOM 19

continue à être supporté par le réseau traditionnel. Cette démarche est mise en place par un grand nombre d’opérateurs mondiaux, précisément sur ses fonctions de transit que ce soit au niveau régional, national ou international. Il s’agit de la première étape de la migration d’un réseau traditionnel vers un réseau NGN pour nombre d’entre eux.

Concrètement, il s agit d’installer des Media Gateway assurant l’interfaçage entre le réseau IP de transport de données avec le réseau téléphonique TDM traditionnel. Les passerelles sont alors administrées à distance par un Softswitch dans le cadre d’une architecture centralisée en utilisant en général les protocoles MGCP/H.248.

- NGN d’accès : L’opérateur choisit de mettre en place une architecture NGN qui a pour vocation également à agréger le trafic local. Ce scénario constitue une prolongation naturelle du premier.

D’un point de vue architectural, il s agit de la même solution que pour le scénario précédent à un niveau différent du réseau plus proche de l’abonné. En effet un commutateur de class 5 ne diffère d’un commutateur de classe 4 ou de niveau hiérarchique supérieur que par sa capacité de traitement de données. Il n’intègre aucune intelligence réseau.

Les commutateurs de class 5 constituent le point de raccordement avec l’abonné pour la fourniture des services voix basiques. Les opérateurs historiques possèdent plusieurs milliers de ces commutateurs et de part leur position stratégique dans leur réseau ont été peu enclins jusqu’à présent à les remplacer par une solution NGN. Toutefois, compte tenu de la forte progression de la pénétration des services hauts débit et du déclin de la demande en services de téléphonie traditionnelle, les opérateurs considèrent de plus en plus l’opportunité de faire converger leur infrastructure d’accès vers une plate-forme IP commune tel que le déploiement de l’équipement MSAN.

En conclusion, une migration de class 5 s’avère être un véritable « Big Bang » au niveau du réseau de l’opérateur et cela est d’autant plus coûteux et complexe que le réseau est important.

b. NGN Multimédia : C’est une architecture offrant les services multimédia puisque l'usager a un terminal IP multimédia. Cette solution est plus intéressante que les précédentes puisqu’elle permet à l’opérateur d’innover en termes de services par rapport à une solution NGN téléphonie qui se cantonne à offrir des services de téléphonie. Le Multimédia NGN connu sous le nom IMS permet d’offrir des services multimédia à des usagers disposant d’un accès large bande tel que xDSL, câble, Wifi/Wi-Max, EDGE/UMTS, etc.

5. Conclusion :

Ces dernières années, l’essor rapide du réseau de données global, notamment dans le domaine de la communication unifiée, a drainé des incohérences, des insuffisances et des déficiences qu’il faudra éliminer dans le réseau futur.

Le réseau évolutif continuera de répondre aux exigences diverses des clients et des marchés avec des

solutions adaptées tout en redevenant plus cohérent, grâce à la rationalisation et au regroupement des

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Etude, conception et mise en place d’une solution communication unifiée chez TUNISIE TELECOM 20

éléments de réseau de base. Dans le climat actuel, tout cela doit se faire en maintenant l’équilibre délicat entre recettes, dépenses d’investissement et dépenses d’exploitation.

Le succès futur des réseaux de données dépend du choix de la combinaison optimale de plusieurs solutions architecturales et technologiques flexibles et évolutives pour répondre aux besoins d’une clientèle très diverse.

Cette démarche fera l’objet du chapitre suivant qui va présenter l’expérience de Tunisie Télécom en tant

qu’opérateur historique dans le secteur de la télécommunication en Tunisie avec la communication unifiée.

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Etude, conception et mise en place d’une solution communication unifiée chez TUNISIE TELECOM 21

Chapitre II : L’expérience de Tunisie Telecom avec la communication unifiée

I. Introduction :

Tunisie Télécom est l’opérateur historique dans le secteur de télécommunication en Tunisie. C’est un opérateur global multiservices, ses services couvrent toutes les lignes de produit (fixe, mobile et data) et tous les segments du marché (particulier et entreprises de toute taille). Il possède une infrastructure de télécommunication performante utilisant les technologies de pointe

Tunisie Télécom est passée actuellement d'un simple opérateur qui implémente une solution de gestion des appels se basant sur une architecture NGN au début du deuxième millénaire à un fournisseur de service VoIP.

Cette nouvelle tendance a exigé l'instauration d'une nouvelle génération d'applications et d'équipement aussi gourmande en terme de bande passante. Tunisie Telecom a été dans l’obligation de prendre en compte une politique lui permettant de faire coexister ses nouveaux services avec son architecture interne et d'instaurer le concept QoS dans un réseau de télécom pareil.

II. Description de réseau de Tunisie Télécom :

Au passage à l’an 2000, le réseau de Tunisie Telecom était composé de plusieurs réseaux indépendants ce qui a engendré une complexité d’utilisation :

- Réseau fixe : essentiellement en TDM - Réseau mobile : TDM

- Réseau Data : transmission de données basée sur ATM, IP, ADSL.

Figure 2.1 : Migration vers le réseau NGN

Un réseau qui satisfait les besoins d’une clientèle variée (abonnés particuliers, entreprises, organismes publiques,…) plus au moins exigeante en termes de débit et de qualité de service.

La clientèle de Tunisie Telecom est repartie comme suit :

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Etude, conception et mise en place d’une solution communication unifiée chez TUNISIE TELECOM 22 Indicateurs 2011 :

Nombre d’abonnés au réseau téléphonique mobile/fixe 4.5/1.25 M

Bande passante internationale 8.75 Gbps

Liaisons Spécialisées 5800

Frame Relay 7100

ADSL Entreprise/Pro 842/923

X25 281

Fibre Optique (y compris les LLI) 65

1. Éléments déclencheurs du besoin en NGN :

Les éléments déclencheurs du besoin en NGN peuvent être repartis comme suit : - Éléments déclencheurs économiques :

 Développement des usages autour des données

 Besoin de créer de nouveaux services et applications

 Nécessité de réduire les coûts (CAPEX/OPEX) - Éléments déclencheurs techniques

 Convergence voix / données

Figure 2.2 : valeur ajoutée du NGN

2. Cadre juridique :

Bien que la migration de Tunisie Télécom vers le NGN ait débuté depuis 2002, la publication du décret fixant les conditions de fourniture du service VoIP par les opérateurs de télécommunication en Tunisie n’a eu lieu qu’en Juillet 2008.

Il insiste sur :

- Les aspects réglementaires

- Les exigences au niveau de la plate‐forme VoIP de l’opérateur : accès sécurisé, haute

disponibilité, QoS :

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Etude, conception et mise en place d’une solution communication unifiée chez TUNISIE TELECOM 23

 Délais de transmission < 100 ms,

 Gigue < 50 ms,

 Taux de perte de paquets IP < 10⁻3,

 Taux d’erreurs dans les paquets IP < 10⁻4 3. Migration vers NGN :

La migration vers un réseau NGN apparaît aujourd‘hui comme un processus inévitable du fait de la convergence voix/données/images d’un côté et fixe/mobile d’un autre côté [7].

La migration de Tunisie Télécom vers le NGN depuis 2002 a suivi l’approche suivante : - Tenir compte des réseaux existants.

- Migration en douceur :

 Phase 1 : Coexistence des réseaux existants avec le réseau NGN

 Phase 2 : Intégration des réseaux vers un seul réseau NGN offrant la multitude des services (voix, données, vidéo, etc.)

- Ne plus investir dans la commutation TDM de classe 4

L’opérateur historique a entamé cette migration à travers certains projets afin de maîtriser ce nouveau concept et mieux évaluer les bénéfices apportés

Figure 2.3a : Stratégie de Tunisie Télécom vers la convergence

Figure 2.3b : Stratégie de Tunisie Télécom vers la convergence

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Etude, conception et mise en place d’une solution communication unifiée chez TUNISIE TELECOM 24

Cette migration a ciblé les clients suivants : - Centres d’appels

- Entreprises dont l’activité est basée sur les technologies de la communication

- Entreprises administratives et économiques ayant des sites et des succursales multiples - Instances et organisations internationales établies dans la république Tunisienne III. Préparation de l’infrastructure de Tunisie Télécom :

La préparation de l’infrastructure appropriée permettant à Tunisie Télécom de converger vers le NGN a été basée sur les points suivants :

- Renforcement du cœur du réseau en terme de capacité des liens inter-nœuds et nombres d’interfaces

- Extension de la couche Edge du Backbone IP MPLS (acquisition de PE additionnels) - Acquisition des équipements de connexion d’abonnés CPE

- Mise en place d’un réseau d’agrégation Métro Ethernet (en cours de déploiement) - Acquisition d’un système de provisioning

- Acquisition de passerelle internationale permettant d’offrir un service IPVPN de bout en bout à l’échelle internationale

1. Projets NGN :

- 2002 : Projet Voix sur ATM (ENGINE) : Objectif :

Le réseau Voix sur ATM a été introduit dans le réseau de Tunisie Télécom en 2002 pour :

 Réaliser l'extension du réseau téléphonique

 Véhiculer le trafic Fixe-Fixe entre les différents nœuds de ce réseau en utilisant la technologie paquet VoATM.

 Communiquer avec le réseau PSTN existant Principe

 Le réseau ENGINE est basé sur :

 8 Media Gateways : AXD301 (MGW).

 Équipements d’accès (40.000 L).

 2 SoftSwitch : Telephony Server (TeS).

 Les appels téléphoniques sont convertis en paquets ATM par les MGWs, et contrôlés par un TeS

 Evolution vers la mise en place d'une seule infrastructure de commutation et de transport pour tous les services (voix fixe et mobile, données ...)

 Centralisation de la fonction de gestion des appels et des services au niveau des serveurs

téléphoniques

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Etude, conception et mise en place d’une solution communication unifiée chez TUNISIE TELECOM 25

 Exploitation de la technologie ATM pour optimiser l'utilisation de largeur de bande

Figure 2.4 : Le réseau ATM - 2004 : Réseau Backbone IP National

Figure 2.5 : Le réseau Backbone IP National

- 2004 : Projet VoIP International :

 Introduction de la Voix sur IP, au niveau international avec les opérateurs suivants :

 France Telecom.

 Telecom Italia.

 Gain en Bande Passante

 Equipements : 1 SoftSwitch + 2 MGW / routeurs (CISCO)

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Etude, conception et mise en place d’une solution communication unifiée chez TUNISIE TELECOM 26 Figure 2.6 : Le réseau IP international

- 2005 : Projet VoIP National : Objectif :

 Assurer une plus grande flexibilité d'acheminement du trafic entre les centraux concernés (routage à travers un Backbone IP)

 Consolider le réseau de Transit National et véhiculer une partie du trafic en mode voix sur IP.

 Mettre en place un réseau VoIP pour véhiculer une partie du trafic Mobile-Mobile du grand Tunis et offrir un 1er niveau de souplesse de routage à travers les MGWs.

 Raccordement sur le Backbone IP/MPLS de Tunisie Télécom.

Portée du projet:

 Un Media Gateway Controller (HiE 9200)

 7 Media Gateways (HiG 1200)

Figure 2.7 : Le Backbone IP national

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Etude, conception et mise en place d’une solution communication unifiée chez TUNISIE TELECOM 27

- 2007 : Projet Réseau National : Objectif :

 Décharger le réseau de transport TDM du trafic Internet.

 Véhiculer le trafic additionnel voix fixe et mobile, le trafic Internet haut débit et le trafic de transmission de données

 Optimiser les ressources de transmission nationales

 Introduction de nouveaux services: Centrex IP, Messagerie unifiée, Streaming, voix sur IP, etc.

Figure 2.8 : Le réseau national - 2010 : Réseau Métro-Ethernet :

Figure 2.9 : Le réseau Métro-Ethernet

Objectif : mise en place d’un réseau d’accès à haut débit (jusqu’à 1 Gbps sur FO)

Avantages : débit scalable jusqu’à 1Gbps, bande passante symétrique, service flexible, QoS par profile

client, réseau sécurisé

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Etude, conception et mise en place d’une solution communication unifiée chez TUNISIE TELECOM 28

 1 ère phase : installation de boucles en FO pour le FTTB dans les villes de Grand Tunis, Sousse et Sfax et acquisition d’équipements d’agrégation Métro Ethernet et renforcement de la couverture (Mannouba, Monastir, Bizerte…)

 2 ème phase : installation de boucles FO pour le FTTH 2. Etapes de commercialisation du service VoIP :

- 1 ère phase : service VoIP sera destiné aux clients grands comptes multi‐sites :

 Clients doivent bénéficier au préalable du service VPN IP/MPLS : prise Platinium

 Clients multi‐sites : service VoIP seulement pour trafic inter‐sites (continuer à utiliser le réseau PSTN pour le trafic téléphonique externe au VPN)

 Serveur de communication (PABX IP) sera hébergé et géré par Tunisie Télécom (2 cas se présentent: le serveur de communication pourrait être dédié à un seul client ou mutualisé entre plusieurs clients)

- 2 ème phase : généralisation du service VoIP :

3. Architecture technique du réseau IP/MPLS de Tunisie Télécom : niveaux hiérarchiques

Figure 2.10 : Architecture technique du réseau IP/MPLS de Tunisie Télécom 4. Architecture technique de la solution VOIP :

- Serveur de communication mutualisé

 Tunisie Télécom offre les accès MPLS avec classe de service Voix : prise Platinum, héberge et gère le serveur de communication (partagé entre plusieurs clients)

 Mise à niveau du réseau de Tunisie Télécom : offrir le service IP Centrex pour les petites et

moyennes entreprises

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Etude, conception et mise en place d’une solution communication unifiée chez TUNISIE TELECOM 29 Figure 2.11 : Architecture technique de la solution VOIP_ Serveur de communication mutualisé

- Serveur de communication dédié

 Plate‐forme voix dédiée à un seul client grand compte

Figure 2.12 : Architecture technique de la solution VOIP_ Serveur de communication dédié

 Exemple : projet pilote e‐Santé :

Objet : modernisation du réseau de communication reliant les 280 sites relevant du Ministère de la Santé.

Objectifs

o Raccordement des 280 sites au BB IP/MPLS de TT o Unifié les réseaux Data et voix inter‐sites

o Mise en place d’une solution VoIP dédiée (28 000 utilisateurs) o Mise en place d’une solution WiFi dans quelques sites

o Offrir un service managé pour la voix et la data

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Etude, conception et mise en place d’une solution communication unifiée chez TUNISIE TELECOM 30

Architecture cible :

Figure 2.12 : Architecture cible du projet pilote e‐Santé IV. Développement des services de convergence :

Les études sont effectuées depuis 2004, les services NGN qui ont été pris en considération sont la voix sur IP, le Centrex IP, la messagerie unifiée, le VPN IP, la conférence multimédia, le vidéo à la demande, la fourniture de contenu, le Triple Play, … .

1. Le Centrex IP : Objectif :

- Externalisation de l’autocommutateur privé de l’entreprise (PABX) - Exploitation de la Voix sur IP

- Gratuité des communications inter sites - Plan de numérotation unique

- Panoplie de services : messagerie unifiée, centre d’appel virtuel, favoriser le travail nomade, etc.

Avantages pour l’entreprise

- Coût des communications réduit

- Réduire les factures des communications mobiles - Multitude de services offerts

- Collaborer avec les travailleurs nomades Avantages pour l’opérateur

- Création de nouveaux services pour les consommateurs - Améliorer le revenu en offrant de nouveaux services 2. La Messagerie unifiée :

Objectif :

- Regrouper sous une même interface : e-mail, fax, boîte vocale et SMS.

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Etude, conception et mise en place d’une solution communication unifiée chez TUNISIE TELECOM 31

- Utilisation du même moyen de communication (internet, téléphone, WAP, client POP3).

- Ubiquité des services : accès rapide à tous les messages de n’importe où et n’importe quand.

Cibles : chefs d’entreprise, cadres, collaborateurs mobiles (remplacement du système actuel de messagerie).

3. Le Triple play :

Objectif : Abonnement haut débit comprenant : - Accès Internet,

- Offre de téléphonie sur IP,

- Offre de flux vidéo (télévision sur IP) Avantages pour Tunisie Télécom

- Convergence de 3 services en une seule offre

- Acquérir une nouvelle clientèle de fournisseurs de services - Stimuler la demande pour l’accès haut débit

V. Conclusion :

On doit s’attendre à la cohabitation des technologies, des réseaux et des systèmes de signalisation issus du monde du TDM, de l’ATM, du FR et de l’IP durant plusieurs années, le tout interconnecté par des passerelles.

Il faudra toutefois pour les opérateurs historiques une période de transition avant que la téléphonie résidentielle ne bascule entièrement sous IP.

Dans cette démarche vers la communication unifiée on s’intéresse ultérieurement à la couche de transport qui a passé de la phase d’un réseau composé de plusieurs réseaux indépendants (IP, ATM, PDH, SDH) engendrant une complexité d’utilisation à un réseau unique facile et simple se basant essentiellement sur MPLS.

L’étude théorique détaillée de la technique MPLS fera le thème principal du prochain chapitre.

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Etude, conception et mise en place d’une solution communication unifiée chez TUNISIE TELECOM 32

Chapitre III : Étude Théorique de la solution MPLS au sein du Backbone de Tunisie Telecom

I. Introduction :

MPLS (Multi Protocol Label Switching) est une technique réseau de commutation en cours de normalisation dont le rôle principal est de combiner les concepts du routage IP de niveau 3 et les mécanismes de la commutation de niveau 2 telles que implémentées dans ATM ou Frame Relay [4] .

MPLS permet :

- d’améliorer le rapport performance/prix des équipements de routage, - d’améliorer l’efficacité du routage (en particulier pour les grands réseaux)

- d’enrichir les services de routage (les nouveaux services étant transparents pour les mécanismes de commutation de label, ils peuvent être déployés sans modification sur le cœur du réseau).

Le but de MPLS était à l’origine de donner aux routeurs IP une plus grande puissance de commutation, en basant la décision de routage sur une information de label (ou tag) insérée entre le niveau 2 (couche liaison de données) et le niveau 3 (couche réseau). La transmission des paquets était ainsi réalisée en commutant les paquets en fonction du label, sans avoir à consulter l’entête de niveau 3 et la table de routage.

Toutefois, avec le développement de techniques de commutation comme CEF (Cisco Express Forwarding) et la mise au point de nouveaux ASIC (Application Specific Interface Circuits), les routeurs IP ont vu leurs performances améliorées sans le recours à MPLS. L’intérêt de MPLS n’est pas limité à la rapidité de commutation apportée mais aussi à l’offre de services qu’il permet, avec notamment les réseaux privés virtuels (VPN) et le Traffic Engineering (TE), qui ne sont pas réalisables sur des infrastructures IP traditionnelles.

II. Objectifs :

L’un des objectifs initiaux était d’accroître la vitesse du traitement des datagrammes dans l’ensemble des équipements intermédiaires. Cette volonté, avec l’introduction des giga routeurs, est désormais passée au second plan. Depuis, l’aspect "fonctionnalité" a largement pris le dessus sur l’aspect "performance", avec notamment les motivations suivantes :

- Intégration IP/ATM, - Création de VPN,

- Flexibilité : possibilité d’utiliser plusieurs types de media (ATM, FR, Ethernet, PPP, SDH), - Differential Services (DiffServ),

- Routage multicast,

- Transition facile vers l’Internet optique : MPLS n’étant pas lié à une technique de niveau 2 particulière, il peut être déployé sur des infrastructures hétérogènes (Ethernet, ATM, SDH, etc.). Avec la possibilité d’utiliser simultanément plusieurs protocoles de contrôle, MPLS peut faciliter l’utilisation de réseaux optiques en fonctionnant directement sur WDM.

- Traffic Engineering permettant de définir des chemins de routage explicites dans les réseaux IP (avec

RSVP ou CR-LDP). Les labels peuvent être associés à un chemin, une destination, une source, une

application, un critère de qualité de service, etc… ou une combinaison de ces différents éléments.

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Etude, conception et mise en place d’une solution communication unifiée chez TUNISIE TELECOM 33

Autrement dit, le routage IP est considérablement enrichi sans pour autant voir ses performances dégradées. On peut imaginer qu’un des services les plus importants sera la possibilité de créer des réseaux privés virtuels (VPN) de niveau 3. Ainsi, des services de voix sur IP, de multicast ou d’hébergement de serveurs web pourront coexister sur une même infrastructure.

III. Le routage classique :

IP est un protocole de niveau réseau fonctionnant dans un mode non connecté, c’est-à dire que l’ensemble des paquets (ou datagrammes) constituant le message sont indépendants les uns des autres : les paquets d’un même message peuvent donc emprunter des chemins différents utilisant des protocoles IGP (Interior Gateway Protocol), tels que RIP ou OSPF, dans le cas où il s’agit d’un même système autonome. Ils peuvent aussi utiliser des protocoles EGP (Exterior Gateway Protocol), tel que BGP (Border Gateway Protocol) dans le cas où il s’agit de routage entre des systèmes autonomes différents. Chaque routeur maintient une table de routage, dans laquelle chaque ligne contient un réseau de destination, un port de sortie, et le prochain routeur relaie vers ce réseau de destination.

A la réception d’un datagramme, les nœuds intermédiaires (ou routeurs) déterminent le prochain saut (ou next-hop) le plus approprié pour que le paquet rallie sa destination en se basant sur la décision des protocoles de routage. Ensuite l'adresse mac destination (niveau 2 du modèle OSI) du datagramme est remplacée par l'adresse mac du routeur saut (ou nexthop), et l'adresse mac source du datagramme est remplacée par l'adresse mac du routeur courant, laissant sans changement les adresses IP (niveau 3 du model OSI) du datagramme afin que le prochain routeur effectue les mêmes opérations sur le paquet pour les sauts suivants. Ce calcul épuisant est effectué sur tous les datagrammes d’un même flux, et cela autant de fois qu’il y a de routeurs intermédiaires à traverser. Il est donc gourmand en terme de ressource machine. Le mode non connecté du protocole IP, qui était initialement l’un de ses atouts, en particulier pour sa scalabilité, est devenu aujourd’hui un frein à son évolution.

Les inconvénients du routage IP classique se résument dans ses points :

- Utilisation des protocoles de routages dans tous les équipements pour distribuer les informations de routage et acheminer les paquets ;

- L’acheminement des paquets se fait seulement en fonction de l’adresse de destination ;

- Chaque routeur dans le réseau prend une décision indépendante lors de l’acheminement des paquets.

MPLS aide à réduire le nombre de consultation de routage et peut changer le critère d’acheminement. Cette capacité élimine le besoin d’exécuter un protocole de routage particulier dans tous les équipements.

IV. Les concepts du MPLS :

Figure 3. 1 Plan de contrôle et Plan de données

MPLS est un nouveau mécanisme de commutation qui utilise les labels pour acheminer les paquets. Le label

correspond à l’adresse destination de la couche 3 ou à un autre paramètre comme la qualité de service,

l’adresse source ou le circuit de couche 2.

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Etude, conception et mise en place d’une solution communication unifiée chez TUNISIE TELECOM 34

MPLS se base sur deux principaux composants :

- Plan de contrôle : supervise l’échange des informations de routage et l’échange des labels entre les équipements. Un large nombre de protocole de routage est utilisé au niveau de ce plan comme OSPF, IGRP, EIGRP, BGP. Le plan de contrôle supporte aussi les protocoles d’échange de labels TDP (Tag Distribution Protocol) et LDP (Label Distribution Protocol) ;

- Plan de données : c’est un simple mécanisme d’acheminement des labels indépendant de type des protocoles de routage ou d’échange de label, il est basé sur la table LFIB (Label Forwarding Information Base) conçue par TDP ou LDP.

1. Label MPLS :

Figure 3. 2 Format du label MPLS

Le label est inséré entre la couche 2 (liaison de données) et la couche 3 (couche réseau). MPLS utilise un champ de 32 bits comme label, il contient les informations suivantes :

- LABEL : le label actuel (20 bits) ;

- CoS : champ expérimental (3 bits) : utilisé pour définir une classe de service ;

- STACK : indicateur du bas de la pile (1 bit) : MPLS permet l’insertion de plusieurs labels, ce bit détermine si le label est le dernier dans le paquet ou non ;

- TTL (8 bits) : similaire au TTL de l’entête IP.

2. Pile de label MPLS :

Comme c’est décrit précédemment, MPLS supporte plusieurs labels dans un seul paquet, les applications suivantes l’exigent :

- MPLS VPN : MP-BGP (MultiProtocol Border Gateway Protocol) est utilisé pour propagé un label secondaire en addition à celui propagé par TDP ou LDP ;

- MPLS TE : MPLS TE utilise RSVP (Ressource Reservation Protocol) pour établir un tunnel LSP (Label Switched Path). RSVP propage aussi un label en addition de celui propagé par TDP ou LDP.

Le champ STACK permet d’identifier le classement du label dans la pile, s’il est égal à 1 alors il s’agit du

dernier label avant l’entête IP.

(35)

Etude, conception et mise en place d’une solution communication unifiée chez TUNISIE TELECOM 35 Figure 3. 3 Pile de Label à travers l'architecture MPLS

3. FEC (Forwarding Equivalency Class) :

Une classe d'équivalence de transmission (FEC) représente un groupe de paquets transmis de manière identique sur un réseau MPLS. Ces FEC peuvent par exemple correspondre à des types de services, des types de paquets ou même encore des sous réseaux.

Un label différent est attribué à chacun de ces FEC. Ainsi, dès son entrée dans un réseau MPLS, chaque paquet appartenant à un même groupe reçoit le même label, ce qui lui permet d'être acheminé vers la route qui lui a été réservée.

4. LSP (label switched path) :

C’est une séquence de LSR par la quelle les paquets labellisés appartenant à un FEC particulier seront acheminé. MPLS propose les deux solutions suivantes pour implémenter un LSP :

- Routage saut par saut : chaque LSP choisit indépendamment le saut suivant pour un FEC donné. Cette méthodologie est similaire à celle utilisée dans les réseaux IP courants,

- routage explicite : Le premier LSR détermine la liste des nœuds à suivre. Le chemin spécifié peut être non optimal. Le long de ce chemin, les ressources peuvent être réservées pour assurer la QoS voulue au trafic.

Un LSP est unidirectionnel et le trafic de retour doit donc prendre un autre LSP. Un IGP (Interior Gateway Protocol) est utilisé pour remplir les tables de routage dans un domaine MPLS. LDP ou TDP sont utilisés pour propager les labels pour ces réseaux et construire les LSP.

5. Terminologie :

- Label switching router (LSR) : il permet de commuter les paquets en se basant sur les labels.

Toutes les interfaces d’un LSR doivent supporter MPLS. Les LSR exécutent les fonctions d’échange

d’informations de routage de couche 3, l’échange des labels et la commutation des paquets ou des

cellules.

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Etude, conception et mise en place d’une solution communication unifiée chez TUNISIE TELECOM 36

- Edge LSR (LER) : c’est le premier dispositif qui affecte les labels ou les élimine, il se place à la frontière du Backbone. Il existe deux types de LER : ingress LER responsable de l’affectation des labels aux paquets et egress LER responsable de l’élimination des labels, ce premier consulte donc seulement la table de routage IP classique pour acheminer le paquet à sa destination.

Figure 3. 4 Différents types de routeurs dans un domaine MPLS 6. Les structures de données des labels :

- LIB (Label Information Base) : se trouve au niveau de plan de contrôle, c’est la base de données utilisée par LDP. Elle contient pour chaque sous réseau IP la liste des labels affectés par les LSR voisins.

- LFIB (Label Forwarding Information Base) : À partir de la table LIB et de la table de routage IP, le routeur construit une table LFIB, qui sera utilisée pour commuter les paquets. Chaque réseau IP est appris par l’IGP, qui détermine le prochain saut (“nexthop”) pour atteindre ce réseau. Le LSR choisit ainsi l’entrée de la table LIB qui correspond au réseau IP et sélectionne comme label de sortie le label annoncé par le voisin déterminé par l’IGP (plus court chemin).

- FIB (Forwarding Information Base) : appartient au plan de données, c’est la base de donnée utilisée pour acheminer les paquets non labellisés (routage IP classique). Un paquet à acheminer est labellisé si le label du saut suivant est valable pour le réseau de destination IP.

V. Fonctionnement de MPLS :

Les fonctionnalités de routage IP avec MPLS peuvent être divisées en 3 fonctions :

- Échange d’information de routage en utilisant les protocoles de routage classique (OSPF, IS-IS, EIGRP) ; - Génération de label local. Un unique label local est assigné par un routeur à chaque destination trouvée

dans la table de routage global et enregistré dans la table LIB (label information base). Ce label n’a qu’une signification locale ;

- Propagation des labels locaux aux adjacents routeurs, qui vont être utilisé comme label du saut suivant

(enregistrement dans la table LFIB).

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